[发明专利]一种CFD并行计算方法

权利要求书

1.一种CFD并行计算方法，其特征在于，包括：

任意选择一个流场为研究对象；

对所述研究对象进行建模，得到网格模型，所述网格模型包括一个或多个网格块文件；

运行CFD并行程序，并在所述CFD并行程序中创建管理节点；

根据所述管理节点和所述网格块文件，构建网格拓扑结构；

获取计算任务；

根据所述计算任务对所述网格拓扑结构进行加权剖分，得到局部网格及数据交换通讯索引；

根据所述局部网格及数据交换通讯索引，创建计算节点；

所述计算节点接收所述管理节点发送的初始化数据，并对所述初始化数据进行预处理；

各所述计算节点打开接收端口、发送数据信息以及接收其他所述计算节点发送的数据信息，直至所有所述计算节点接收完数据信息；

所述管理节点打开接收端口并接收所述计算节点发送的数据信息，对所述数据信息进行统计，得到统计信息；

根据所述统计信息判断所述管理节点是否接收所有所述计算节点发送的信息；

若是，则各所述计算节点将自身的计算信息发送至所述管理节点；

所述管理节点对所述计算节点发送的计算信息进行合并处理，得到合并信息；

根据所述合并信息，确定所述流场的参数；

若否，则返回各所述计算节点打开接收端口、发送数据信息以及接收其他所述计算节点发送的数据信息，直至所有所述计算节点接收完数据信息；

各所述计算节点间的通信为去中心化的点对点通信；

所述计算节点和所述管理节点收发通信的实现，通过多个底层部分实现，底层部分包括：

数据打包/解包组件：实现将数据编码/解码为数据流；

线程通信管理组件：实现单个计算机内部的计算节点间的通信；

进程通信管理组件：实现多个计算机间的计算节点间的通信；

通信管理组件：协调上述打包/解包、线程/进程的通信组件，具有通信数据缓冲，用以防止长时间死锁的通信链接超时功能；

网格单元集合，具体可分为实体单元、计算单元、虚体单元三类：

实体单元：可映射至原始网格的网格单元，且作为原始网格单元的唯一决定单元，各计算节点实体单元集合可拼接为完整且不重复的原始网格；

计算单元：位于实体单元相邻位置，为各计算节点重复计算部分，由求解器根据网格单元是否受相邻单元影响及影响权重决定是否存在及存在时的重复量；

虚体单元：位于实体单元/计算单元相邻位置，不参与计算，仅并行通信；

另外由数据交换通讯索引可知，部分网格中实体单元为通信发送单元，将发送信息给其他计算节点，而计算单元及虚体单元不起决定作用，两者存储的信息都来自于其他计算节点实体单元中的通信发送单元，并通过通信被更新。

2.根据权利要求1所述的CFD并行计算方法，其特征在于，所述对所述研究对象进行建模，得到网格模型，所述网格模型包括一个或多个网格块文件，具体包括：

对所述研究对象进行建模，得到网格模型，所述网格模型包含一个或多个网格块文件，各所述网格块文件中的信息记为一个网格块，所述网格块中包含若干个网格单元。

3.根据权利要求1所述的CFD并行计算方法，其特征在于，所述根据所述管理节点和所述网格块文件，构建网格拓扑结构，具体包括：

所述管理节点从所述网格块文件中读取网格信息；

根据所述网格信息，构建网格拓扑结构。

4.根据权利要求1所述的CFD并行计算方法，其特征在于，所述根据所述计算任务对所述网格拓扑结构进行加权剖分，得到局部网格及数据交换通讯索引，具体包括：

根据所述计算任务对所述网格拓扑结构通过METIS算法进行加权剖分，得到局部网格及数据交换通讯索引。

5.根据权利要求1所述的CFD并行计算方法，其特征在于，所述根据所述合并信息，确定所述流场的参数，具体包括：

根据所述合并信息，确定所述流场的参数，所述参数为压强、压力、温度或速度。